Экзамен перечень 77. Основные исторические этапы развития микробиологии, вклад отечественных и зарубежных ученых. Разделы микробиологии
 Скачать 1.87 Mb.
|
|
Преимущества бактериофагов перед антибиотиками. Бактерии теряют чувствительность к действию антибиотиков. Фармацевтическая промышленность неустанно синтезирует другие. Однако известно, что возможности синтеза антибиотиков ограничены. К действию бактериофагов антибиотики приспосабливаются очень тяжело, а, как утверждают специалисты, к комплексу из нескольких бактериофагов микробы не могут выработать резистентность и вовсе. Кроме того, бактериофаги практически не имеют побочного действия, реже вызывают аллергические явления, могут сочетаться с любыми препаратами. Бактериофаги в настоящий момент хорошо зарекомендовали себя при лечении урологических заболеваний, гнойных процессов в хирургии, а также инфекционных заболеваний кишечника у новорожденных детей. Читайте подробнее на Passion.ru Бактериофаги подобно другим вирусам являются абсолютными внутриклеточными паразитами, и их размножение происходит в живой клетке. По характеру взаимодействия с микробной клеткой различают вирулентные и умеренные Б. Процесс взаимодействия вирулентного Б. с клеткой складывается из нескольких стадий — адсорбции, проникновения, биосинтеза нуклеиновой кислоты и белков, сборки и выхода из клетки. Адсорбция, или прикрепление, Б. происходит к фагоспецифическим рецепторам на поверхности микробной клетки. Проникновение осуществляется следующим образом: хвост Б. с помощью ферментов, находящихся на его конце, «просверливает» оболочку клетки, сокращается, и содержащаяся в головке ДНК инъецируется в клетку. Белковая оболочка Б. остается снаружи. Затем наступает стадия биосинтеза нуклеиновой кислоты и белков фага. Инъецированная ДНК подавляет синтезирующие механизмы клетки, заставляя ее синтезировать ДНК и белки бактериофага. Из образовавшихся в разных частях клетки в разное время фаговой нуклеиновой кислоты и белка формируются новые фаговые частицы (сборка Б.). Выход Б. происходит в результате лизиса клетки. Весь цикл размножения Б. занимает 30—40 мин, в результате может образоваться до 200 фаговых частиц. Умеренные бактериофаги инфицируют клетку, но не вызывают ее лизиса. ДНК бактериофага, попавшая в клетку, интегрирует с ее генетическим аппаратом и передается по наследству от клетки к клетке. ДНК бактериофага, интегрированная с бактериальной хромосомой, называется профагом. Бактериальные клетки, содержащие профаг, обозначают термином «лизогенные». Лизогенизация бактерий лежит в основе так называемой лизогенной, или фаговой, конверсии, заключающейся в приобретении лизогенными бактериями различных свойств, например способность дифтерийной палочки образовывать экзотоксин связана с наличием профага в клетке. Под действием различных факторов — ультрафиолетовое, ионизирующее излучения, некоторые химические соединения, а иногда спонтанно может происходить превращение профага в вегетативную форму, сопровождающееся размножением бактериофага, лизисом клетки и выходом бактериофагов. Роль вирусов в этиологии опухолей (ДНК- и РНК-вирусы). Семейства: Papovaviridae; Herpesviridae; Hepadnaviridae; Poxviridae; Adenoviridae. Семейство Papovaviridae влючает роды Papillomavirus и Polyomavirus. Геном – двунитевая кольцевая ДНК, симметрия кубическая, размер 45-50 нм, организация простая. Папилломавирусы (30 типов) обуславливают возникновение доброкачественных эпителиальных опухолей: кожные бородавки, остроконечные кондиломы, папилломы гортани. Предположительно вирус принимает участие в развитии злокачественных новообразований мочеполовых путей и других форм рака. Особенно высокой трансформирующей активностью обладают 11, 16, 18 и 30 серовары, геномы которых обнаруживаются в клетках остроконечных кондилом, карцином шейки матки и гортани, бородавчатой эпидермодисплазии. Полиомавирус обнаружен в латентном состоянии в хромосомах различных млекопитающих. У человека развития опухолей не вызывают, однако при введении новорожденным мышам, крысам, кроликам вызывают саркомы и карциномы. Вирус симиан 40 или ОВ вызывают острые вакуолизирующие нефриты у зеленых мартышек. Вирусы ВК и JC вызывают поражения (нефриты) только у лиц с иммунодефицитами. Семейство Herpesviridae имеет вирионы сферической формы, размер 140-240 нм, сложноорганизованный. Геном – двунитевая кольцевая ДНК. Герпесвирусы трансформируют клетки in vitro, их геномы обнаружены в различных опухолях. Вирус герпеса 4-го типа (Эпштейн -Барр) вызывает лимфому Беркитта и назофарингеальную карциному. ВПГ 2-го типа – рак шейки матки и опухоли урогенитального тракта. Семейство Poxviridae вирионы кирпичеобразной формы с закругленными углами, размер 200-300 нм, сложноорганизованный. Геном – двунитевая кольцевая ДНК. Для человека онкогенен вирус контагиозного малюска, вызывающий одноименное заболевание. Семейство Adenoviridae, вирионы сферической формы, размер 70-90 нм, симметрия кубическая, организация простая. Геном – двунитевая кольцевая ДНК. Обладают онкогенным действием у животных. Семейство Hepadnaviridae может обуславливать развитие первичного рака печени. Онкогенные РНК – геномные вирусы. Их онкогенный потенциал обусловлен наличием обратной транскриптазы (РНК-зависимая ДНК-полимераза). Семейство Retroviridae Род Oncoviridae Выделяют 3(4) группы – А,В,С,Д. К типу А относят ефектные вирусные частицы или незрелые формы других онковирусов. Вирионы разнообразной формы, размер 90-130 нм, сложноорганизованные. Онковирусы типа С вызывают лейкозы и саркомы у животных. Н-р: вирус Рауса вызывают саркомы у птиц, млекопитающих. Онковирусы типа В – рак молочных желез мышей, лейкоз морских свинок. Онковирусы типа Д - рак молочных желез обезьян, рак гортани человека. Высокоактивные вирусы индуцируют новообразования с коротким инкубационным периодом. Вирусы с умеренной активностью вызывают неоплазмы после длительного инкубационного периода. По характеру распространения выделяют: Экзогенные ретровирусы – распространяются горизонтально. К ним относят: вирус саркомы Рауса, Т - лимфотропные вирусы человека I и II типа. Эндогенные ретровирусы – распространяются вертикально Репродукция вирусов, особенности ее обеспечения в лабораторных условиях. Методы культивирования вирусов. Репродукция вирусов осуществляется в несколько стадий, последовательно сменяющих друг друга: адсорбция вируса на клетке; проникновение вируса в клетку; «раздевание» вируса; биосинтез вирусных компонентов в клетке; формирование вирионов; выход вирионов из клетки. Взаимодействие вируса с клеткой начинается с процесса адсорбции, т. е. прикрепления вирусов к поверхности клетки. Это высокоспецифический процесс. Вирус адсорбируется на определенных участках клеточной мембраны — так называемых рецепторах. Клеточные рецепторы могут иметь разную химическую природу, представляя собой белки, углеводные компоненты белков и липидов, липиды. Число специфических рецепторов на поверхности одной клетки колеблется от 104 до 105. Следовательно, на клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вирусных частиц. Проникновение в клетку. Существует два способа проникновения вирусов животных в клетку: виропексис и слияние вирусной оболочки с клеточной мембраной. При виропексисе после адсорбции вирусов происходят инвагинация (впячивание) участка клеточной мембраны и образование внутриклеточной вакуоли, которая содержит вирусную частицу. Вакуоль с вирусом может транспортироваться в любом направлении в разные участки цитоплазмы или ядро клетки. Процесс слияния осуществляется одним из поверхностных вирусных белков капсидной или суперкапсидной оболочки. По-видимому, оба механизма проникновения вируса в клетку не исключают, а дополняют друг друга. «Раздевание». Процесс «раздевания» заключается в удалении защитных вирусных оболочек и освобождении внутреннего компонента вируса, способного вызвать инфекционный процесс. «Раздевание» вирусов происходит постепенно, в несколько этапов, в определенных участках цитоплазмы или ядра клетки, для чего клетка использует набор специальных ферментов. В случае проникновения вируса путем слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной процесс проникновения вируса в клетку сочетается с первым этапом его «раздевания». Конечными продуктами «раздевания» являются сердцевина, нуклеокапсид или нуклеиновая кислота вируса. Биосинтез компонентов вируса. Проникшая в клетку вирусная нуклеиновая кислота несет генетическую информацию, которая успешно конкурирует с генетической информацией клетки. Она дезорганизует работу клеточных систем, подавляет собственный метаболизм клетки и заставляет ее синтезировать новые вирусные белки и нуклеиновые кислоты, идущие на построение вирусного потомства. Реализация генетической информации вируса осуществляется в соответствии с процессами транскрипции, трансляции и репликации. Формирование (сборка) вирионов. Синтезированные вирусные нуклеиновые кислоты и белки обладают способностью специфически «узнавать» друг друга и при достаточной их концентрации самопроизвольно соединяются в результате гидрофобных, солевых и водородных связей. Существуют следующие общие принципы сборки вирусов, имеющих разную структуру: 1) Формирование вирусов является многоступенчатым процессом с образованием промежуточных форм; 2) Сборка просто устроенных вирусов заключается во взаимодействии молекул вирусных нуклеиновых кислот с капсидными белками и образовании нуклеокапсидов (например, вирусы полиомиелита). У сложно устроенных вирусов сначала формируются нуклеокапсиды, с которыми взаимодействуют белки суперкапсидных оболочек (например, вирусы гриппа); 3) Формирование вирусов происходит не во внутриклеточной жидкости, а на ядерных или цитоплазматических мембранах клетки; 4) Сложно организованные вирусы в процессе формирования включают в свой состав компоненты клетки-хозяина (липиды, углеводы). Выход вирионов из клетки. Различают два основных типа выхода вирусного потомства из клетки. Первый тип — взрывной — характеризуется одновременным выходом большого количества вирусов. При этом клетка быстро погибает. Такой способ выхода характерен для вирусов, не имеющих суперкапсидной оболочки. Второй тип — почкование. Он присущ вирусам, имеющим суперкапсидную оболочку. На заключительном этапе сборки нуклеокапсиды сложно устроенных вирусов фиксируются на клеточной плазматической мембране, модифицированной вирусными белками, и постепенно выпячивают ее. В результате выпячивания образуется «почка», содержащая нуклеокапсид. Затем «почка» отделяется от клетки. Таким образом, внешняя оболочка этих вирусов формируется в процессе их выхода из клетки. При таком механизме клетка может продолжительное время продуцировать вирус, сохраняя в той или иной мере свои основные функции. Время, необходимое для осуществления полного цикла репродукции вирусов, варьирует от 5—6 ч (вирусы гриппа, натуральной оспы и др.) до нескольких суток (вирусы кори, аденовирусы и др.). Ретровирусы (ВИЧ, онкогенные вирусы) имеют уникальный путь передачи генетич. инф-ии. Геном ретровирусов состоит из двух идентичных мол. РНК, т.е. он является диплоидным. В составе ретровируса есть особый вирусоспецифич. фермент – обратная транскриптаза (ревертаза), с помощью кот. осуществляется процесс обратной транскрипции, т.е на матрице геномной РНК синтезируется комплементарная однонитевая ДНК. Эта нить копируется с образованием двунитевой комплиментарной ДНК, кот. интегрирует в кл. геном и в его составе транскрибируется в иРНК с помощью клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Схема синтеза белков: геномная РНК вируса --- комплементраная ДНК -------- транскрипция иРНК -----трансляция белка вируса. Репликация вирусного генома (синтез вирусных нукл. к-т) приводит к накоплению в кл-ке копий исходных вирусных геномов, кот. используются при сборке вирионов. Обратная транскриптаза ретровирусов синтзирует мину-нить ДНК, с которой копируется плюс-нить ДНК, с образованием двойной нити ДНК, замкнутой в кольцо. Далее двойная нить ДНК интегрирует с хромосомой клетки, образуя провирус. Многочисленные вирионные РНК обр-ся в результате транскрипции одной из нитей интегрированной ДНК при участии клеточной ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Культивирование вирусов производится в 3-х биологич. моделях: в организме лаб. животных, в развивающихся эмбрионах птиц (куриные эмбрионы), культурах кл. Выращенные вирусы определяют с помощью методов индикации (обнаружение факта их репродукции, основанная на выявлении различных биол. св-в вирусов и особенностей их взаимод.) и идентификации (определение вида, типа, осущ-ся с помощбю иммунологич. реакций, основанных на взаимод. АГ вирусов с соответствующими АТ). О репродукции вирусов в орг-ме животных судят по развитию у них видимых клинич. проявлений заболев. и на основании реакции гемагглютинации с суспензией изи органов, содержащих вирусы. О репродукции вируса в эмбрионе свидетельствуют специф. поражения оболочек и тела эмбриона, гибель эмбриона, положит. РГА с вируссодержащей жидкостью. Этот метод используют при промышленном выращивании вирусов. Культуры клеток в зависимости от техники приготовления различают однослойные (способны прикрепляться и размножаться на поверхности хим. нейтрального стекла лаб. посуды в виде монослоя), суспензионные (кл-ки размнож. во всем объеме пит. среды при пост. ее перемешивании), органные (цельные кусочки органов и тк., сохранившие исходную структуру). По числу жизнеспособных генераций культуры клеток подразделяют на: первичные (выдерживают не более 5-10 пассажей), перевиваемые (способны размнож. в лаб. условиях неопределенно длит. срок), полуперевиваемые (выдерждивают 40-50 пассажей). Выявление бактериофагов из различных объектов внешней среды и определение его титра. Реакция нарастания титра бактериофага и ее применение. Фаги широко распространены в природе. Выделить их можно из различных субстратов, в которых имеются микробы — хозяева фагов. Кишечные фаги можно выделить из сточных вод, почвы, испражнений, стафилококковые фаги — из слизи носа, зева, с кожных покровов, из отделяемого ран. В настоящее время известны фаги почти у всех патогенных и многих непатогенных микроорганизмов: у бактерий семейства кишечных, коринебактерий, микобактерий, стрептококков, споровых микроорганизмов, актиномицетов. Фаги и подобные им агенты не обнаружены у простейших, большинства дрожжей, плесневых грибов, спирохет, водорослей. Выделение бактериофага из исследуемого материала и объектов внешней среды производят обычно в тех случаях, когда не удается выделить культуру микроорганизма. Для выделения фага производят посев фильтрата исследуемого материала на плотные или жидкие питательные среды одновременно с культурой микробов, на которых происходит размножение искомого фага (тест-культура). О наличии фага судят по отсутствию роста тест-культуры. Постановку опыта всегда сопровождают контрольным посевом тест-культуры бактерий на питательные среды. В контрольной пробирке должен наблюдаться рост микробов, т. е. помутнение среды. На плотных питательных средах фаги обнаруживают методами Отто или Грациа, которые можно использовать также для подсчета количества фаговых корпускул в исследуемом материале. После выявления фага в исследуемом материале определяют его количественное содержание, или титр фага. Титр фага можно выразить двумя показателями: количество активных корпускул фага в 1 мл исследуемого материала; величина наибольшего разведения исследуемой жидкости, при котором фаг еще проявляет свое литическое действие. Эта величина выражается отрицательным логарифмом числа 10, где степень указывает разведение фага. Обычно титр фага составляет 107. Для титрования фага предложены разные методы, среди которых наибольшее распространение получили титрование фага в жидкой питательной среде по методу Аппельмана путем последовательных разведений и метод двухслойных агаров, разработанный Грациа. По методу этого автора на первый слой (подложку) хорошо просушенного агара наносят второй слой полужидкого агара, содержащий определенное количество тест-микроба и исследуемый фаг. По числу негативных колоний фага определяют его количество. Сущность РНФ заключается в том, что если в исследуемом материале присутствует искомый возбудитель, то добавленный к такому материалу гомологичный фаг, вступив во взаимодействие с ним, размножится, и последующее увеличение концентрации свободного внеклеточного фага укажет на присутствие в исследуемом материале гомологичного возбудителя. По данным разных исследователей РНФ считают положительной при уровне нарастания титра от 2 до 10 раз Генотипическая изменчивость. Трансдукция и лизогенная конверсия, значение для науки и практики. Примеры использования в профилактике инфекций. Генотипическая изменчивость играет большую роль в эволюции организмов: если бы клетки не обладали способностью к изменению генотипа, то любое неблагоприят¬ное изменение условий среды привело бы к вымиранию вида. В основе генотипической изменчивости лежат мутации и рекомбинации. Они происходят в структуре ДНК — генетиче¬ском аппарате клетки — и проявляются в стабильности изме¬нений каких-либо свойств. Мутации бактерий принципиально не отличаются от мутаций эукариотических клеток. Особенностями мутаций у бактерий является относительная легкость их выявления, так как имеется возможность работать с большими по численности популяциями бактерий. По происхождению мутации могут быть: спонтанными, индуцированными. По протяженности: точечные, генные, хромосомные мутации. По направленности: прямые, обратные мутации. Рекомбинации у бактерий отличаются от рекомбинаций у эукариот: Во-первых, у бактерий имеется несколько механизмов рекомбинаций (обмена генетическим материалом). Во-вторых, при рекомбинациях у бактерий образуется не зигота, как у эукариот, а мерозигота (несет полностью генетическую информацию реципиента и часть генетической информации донора в виде дополнения). В третьих, при рекомбинациях у бактериальной клетки-рекомбината изменяется не только качество, но и количество генетической информации. Трансформация - это обмен генетической информацией у бактерий путем введения в бактериальную клетку-реципиент готового препарата ДНК (специально приготовленного или непосредственно выделенного из клетки-донора). Чаще всего передача генетической информации происходит при культивировании реципиента на питательной среде, содержащей ДНК донора. Для восприятия донорской ДНК при трансформации клетка-реципиент должна находится в определенном физиологическом состоянии (компетентности), которое достигается специальными методами обработки бактериальной популяции. При трансформации передаются единичные (чаще один) признаки. Трансформация является самым объективным свидетельством связи ДНК или ее фрагментов с тем или иным фенотипическим признаком, поскольку в реципиентную клетку вводится чистый препарат ДНК. Трансдукция - это обмен генетической информацией у бактерий путем передачи ее от донора к реципиенту с помощью умеренных (трансдуцирующих) бактериофагов. Трансдуцирующие фаги могут переносить один или более генов (признаков). Трансдукция бывает: специфической (переносится всегда один и тот же ген), неспецифической (передаются разные гены). Это связано с локализацией трансдуцирующих фагов в геноме донора. В первом случае они располагаются всегда в одном месте хромосомы, во втором - их локализация непостоянна. Конъюгация - это обмен генетической информацией у бактерий путем передачи ее от донора к реципиенту при их прямом контакте. После образования между донором и реципиентом конъюгационного мостика одна нить ДНК-донора поступает по нему в клетку-реципиент. Чем дольше контакт, тем большая часть донорской ДНК может быть передана реципиенту. Основываясь на прерывании конъюгации через определенные промежутки времени, можно определить порядок расположения генов на хромосоме бактерий - построить хромосомные карты бактерий (картирование бактерий). Донорской функцией обладают F+ клетки. Лизогенная конверсия, фаговая конверсия - изменение свойств бактериальной клетки вследствие заражения её умеренным бактериофагом. Например, ряд штаммов дифтерийной палочки приобретает способность образовывать дифтерийный токсин сразу же после проникновения фага в клетку и до момента её растворения — лизиса. Если в результате инфекции происходит лизогенизация, т. е. включение умеренного фага в геном бактерии в форме профага, то вновь приобретённые свойства становятся наследственными. Потеря профага приводит к потере бактерией тех свойств, которые возникли при лизогенной конверсии. Таким образом, лизогенная конверсия связана с добавлением к бактериальному геному новой генетической информации, которая вносится в клетку бактерии геномом фага. Изменение свойств бактерии в результате заражения умеренным фагом может происходить также путём трансдукции. Однако в отличие от трансдукции, при лизогенной конверсии изменение свойств бактерии сохраняется только до тех пор, пока в клетке присутствует фаг или профаг. Лизогенная конверсия. может быть причиной подавления или усиления ферментативной активности, изменения патогенных свойств, морфологии колоний, устойчивости к антибиотикам и др. ИММУНОЛОГИЯ Клеточно-фагоцитарная защита организма. Виды фагоцитирующих клеток, сущность и этапы фагоцитоза, его качественно-количественная оценка. Роль в специфическом иммунном ответе. Открыл И.И.Мечников в 1883 г. Фагоциты делятся на макрофаги и микрофаги. Микрофаги – полиморфноядерные гранулоциты крови: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы. Макрофаги различных тканей организма вместе с моноцитами крови и их костномозговыми предшественниками(промоноциты и монобласты) объединены в систему мононклеарных фагоцитов (СМФ). Микрофаги и макрофаги имеют общее миелоидное происхождение – от полипотентной стволовой клетки. В периферической крови гранулоцитов от 60 до 70%, моноцитов от 1 до 6%. Длительность циркуляции моноцитов в крови полупериод 22 ч., гранулоцитов – 6,5 ч. Моноциты покидая кровяное русло созревают в тканевые макрофаги. Наружная плазматическая мембрана всех фагоцитов является активно функционирующей структурой. Имеет выраженную складчатость и несёт множество специфических рецепторов и антигенных маркёров. Фагоциты снабжены высокоразвитым лизисомным аппаратом, в котором содержится богатый арсенал ферментов. Функции фагоцитов: 1. Защитная, связанная с очисткой организма от инфекционных агентов, продуктов распада тканей и т.д. 2. Представляющая, заключающаяся в презентации лимфоцитам антигенных эпитопов на мембране фагоцита 3. Секреторная, связанная с секрецией лизосомных ферментов и других биологически активных веществ – цитокинов, играющих важную роль в иммуногенезе. Стадии фагоцитоза: 1. Хемотаксис – целенаправленное передвижение фагоцитов в направлении химического градиента хемоаттрактантов в окружающей среде. Способность к хемотаксису связана с наличием на мембране специфических рецепторов для хемоаттрактантов. 2. Адгезия(прикрепление) опосреована соответствующими рецепторами,номожет протекать в соответствии с законами неспецифического физико-химического взаимодействия. 3. Эндоцитоз(захват). Фагоцитоз – частицы с диаметром не менее 0.1 мкм; пиноцитоз – мелкие частицы и молекулы. Фагоцитирующие клетки способны захватывать инертные частицы угля, кармина, латекса обтеканием их псевдоподиями без участия специфических рецепторов, но во многих других случаях могут быть задействованы и спецефические рецепторы. Иммунный фагоцитоз протекает при участии специфических антител и активированной системы комплемента. В результате эндоцитоза образуется фагоцитарная вакуоль – фагосома. 4. Внутриклеточное переваривание. Происходит в фаголизисомах. Захваченные фагоцитами микроорганизмы погибают в результате осуществления механизмовмикробоцидности этих клеток. Кислородзависимые механизмы связаны с «окислительным взрывом», кислороднезависимые – опосредованные катионными белками и ферментами, попадающими в фагосому в результате её слияния с лизосомами. Незавершенный фагоцитоз. Факультативно и облигатно внутриклеточные паразиты после эндоцитоза сохраняют жизнеспособность и размножаются внутри фагоцитов, вызывая их гибель и разрушение. Выживание фагоцитированных микроорганизмов могут обеспечивать различные механизмы. Одни патогенные агенты способны препятствовать слиянию лизосом с фагосомами. Другие обладают устойчивостью к действию лизосомных ферментов. Третьи после эндоцитоза покидают фагосому, избегая действия микробоцидных факторов, и могут длительно персистировать в цитоплазме фагоцитов. Естественные клетки-киллеры.(ЕК) Лимфоцитоподобные клетки с эффекторной противоопухолевой, противовирусной и противопаразитарной активностью. Способны спонтанно убивать опухолевые клетки, а также клетки, заражённые некоторыми вирусами и паразитами. Морфологически ЕК представляют собой большие гранулосодержащие лимфоциты. Характерные для них азурофильные цитоплазматические гранулы являются аналогами лизосом фагоцитирующих клеток. Среди лейкоцитовкрови человека ЕК составляют от 2 до 12%. Макрофаги участвуют в образовании иммунного интерферона, образовании компонентов комплемента, стимулирующих дифференцировку В- лимфоцитов. Также они выполняют секреторную функцию – удаление АГ из организма. Они являются центральным звеном иммунитета, так как участвуют в представлении АГ другим клеткам иммунной системы, В результате чего формируется специфический иммунный ответ. Иммунная система организма: лимфоидные органы, стволовые клетки, Т-, В-лимфоциты, тимус, макрофаги, их кооперация. Неспецифическая резистентность организма к инфекции, ее гуморальные факторы, их значение и определение. Для возникновения инфекционного процесса важное значение наряду со свойствами возбудителя имеет состояние макроорганизма. Оно определяется сложным комплексом факторов и механизмов, тесно связанных между собой, и характеризуется как восприимчивость (чувствительность) или невосприимчивость (резистентность) к инфекции. Неспецифическую противоинфекционную защиту организма осуществляют кожные и слизистые покровы, внутренние барьеры организма, лимфатические образования во всех тканях и в виде самостоятельных органов – лимфатических узлов, фагоцитирующие клетки и естественные киллеры, а также гуморальные факторы – лизоцим, белки острой фазы, комплемент, интерферон и другие цитокины. Важнейший фактор неспецифической защиты - нормальная микрофлора кожи и слизистых. Часть факторов действует постоянно (лизоцим), другие – только после активации (комплемент), либо после стимуляции продуцирующих их клеток (интерферон). Гуморальные факторы. Лизоцим. Термостабильный белок типа муколитического фермента. Содержится в тканевых жидкостях животного и человека – в слезах, слюне, перитонеальной жидкости, плазме и сыворотке крови, в лейкоцитах, материнском молоке и др. Продуцируется моноцитами крови и тканевыми макрофагами. Вызывает лизис многих сапрофитных бактерий, оказывая менее выраженное литическое действие на ряд патогенных микроорганизмов и не активен в отношении вирусов. Механизм действия – гидролиз связей между М-ацетилмурановой к-той и N-ацетилглкозамином в полисахаридных цепях пептидогликанового слоя клеточной стенки бактерии. Это приводит к изменению её проницаемости, сопровождающемуся диффузией клеточного содержимого в окружающую среду, и гибели клеток. Система комплемента. Многокомпонентная самособирающаяся система белков сыворотки крови. Играет важную роль в поддержании гомеостаза. Активируется в процессе самосборки (последовательное присоединение к образующемуся комплексу отдельных белков – компонентов или фракций комплемента). Фракции продуцируются клетками печени, мононуклеарными фракциями и содержатся в сыворотке крови в неактивном состоянии. Активация комплемента - классический путь и альтернативный. Классический путь: инициирующий фактор – комплекс антиген-антитело (иммунный комплекс). IgG и IgM могут инициировать активацию комплемента благодаря наличию в структуре их Fc-фрагментов, связывающих С1-фракцию комплемента. При присоединении С1 к комплексу антиген-антитело образуется фермент (С1-эстераза),под действием которого формируется энзиматически активный комплекс – С3-конвертаза. Этот фермент расщепляет С3 на С3а и С3b. Взаимодействие С3b с С4 и С2 – пептидаза, действующая на С5. Если инициирующий иммунный комплекс связан с клеточной мембраной, то С1, С4, С2,С3 обеспечивают фиксацию на ней активированной фракции С5,а затем С6, С7, которые способствуют фиксации С8, С9. С5а, С6, С7, С8 и С9 – мембраноатакующий комплекс, после присоединения которого к клеточной мембране клетка лизируется. Если активация комплемента по классическому пути происходит при участии иммунного косплекса эритроцит-антиэритроцитарный Ig, происходит гемолиз эритроцитов; если иммунный комплекс состоит из бактерий и антибактериального Ig – лизис бактерий. (При активации комплемента классическим путём ключевыми компонентами являются С1 и С3, продукт расщепления которого С3b активирует терминальные компоненты мембраноатакующего комплекса(С5-С9)). Альтернативный путь: Инициация может происходить без участия комплекса антиген-антитело за счёт полисахаридов бактериального происхождения – липополисахарида(ЛПС) клеточной стенки грамотрицательных бактерий, поверхностных структур вирусов, иммунных комплексов, включающих IgA и IgE. Необходимо участие сывороточного белка (пропердина). Он автивен лишь в присутствии ионов Mg2+ и требует участия факторов В и D. Фактор D в активной форме расщепляет фактор В с образованием фрагмента Bb. Bb в комплексе с С3b играет роль С3-конвертазы альтернативного пути. Пропердин стабилизирует комплекс С3b Bb. Фракции комплемента выполняют функции: 1)мембраноатакующий комплекс опосредует цитолитическое и цитотоксическое действие специфических антител на клетки-«мишени». 2)анафилотоскины участвуют в иммуннопатологических реакциях. 3)компоненты комплемента изменяют физико-химические свойства иммунных комплексов; уменьшают степень агрегации и эффективность их фагоцитоза через Fc-рецепторы. 4)фрагмент С3b способствует связыванию и захвату иммунных комплексов фагоцитами, опсонизируя объекты фагоцитоза; фрагменты С3b, С5а и Bb, обладающие свойствами хемоаттрактантов, участвуют в развитие воспаления. Белки системы комплемента быстро обновляются, отличаются высокой скоростью катаболизма. Белки острой фазы(БОФ). Обладают антимикробным действием, способствуют фагоцитозу, активируют комплемент, формируют и ликвидируют воспалительные очаги. Продуцируются в печени под действием цитокинов, в основном ИЛ-1, ФНО-а и ИЛ-6. Основные БОФ – С-реактивный белок и сывороточные амилоиды А и Р. Другие группы – факторы свёртывания крови, металлосвязывающие белки, ингибиторы протеаз, компоненты комплемента и др. Общепринятый метод диагностики воспалительных процессов – определение С-реактивного белка(СРБ). Он обладает способностью присоединять и преципитировать С-полисахарид Str. Pneumonia. Способен присоединяться к фосфатидилхолину(компоненту клеточной мембраны).Способен присоединяться к микроорганизмам, активированным лимфоцитам, повреждённым клеткам разных тканей, активируя при этом комплемент. Присоединяясь к нейтрофильным фагоцитам, СРБ усиливает фагоцитоз и элиминацию объектов фагоцитоза, подавляет продукцию супероксида и освобождение из гранул фагоцитов ферментов, защищая тем самым ткани от повреждения. Сывороточный амилоид Р обладает способностью к активации комплемента. Сывороточный амилоид А – липопротеин, обладающий способностью к хематтракции нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов. Повышенный уровень этого белка в крови при туберкулёзе и ревматоидном артрите. Факторы свёртывания крови – фибриноген и фактор фон Вилллебранда (образование сгустков в сосудах зоны воспаления). Белки связывающие железо – гаптоглобин, гемопексин, трансферрин. Антитрипсин, антихимотрипсин и макроглобулин препятствуют разрушению тканей протеазами нейтрофилов в очагах воспаления. Цитокины. Гормоноподобные медиаторы, продуцируемые разными клетками организма и способные повлиять на функции других или этих же групп клеток. Пептиды или гликопротеиды, действующие как аутокринные, паракранные или межсистемные сигналы. Регуляторами продукции цитокинов могут быть другие цитокины, гормоны, простогландины, антигены и другие агенты. Закономерности цитокиновой регуляции: 1.Каждая клетка продуцирует разные цитокины. 2.Каждый цитокин может быть продуктом разных видов клеток. 3.Один цитокин обладает разными эффектами действия. 4.Цитокин может стимулировать или подавлять активность клетки-«мишени». 5.Каждая клетка имеет рецепторы к разным цитокинам и может подвергаться одновременному или разновременному воздействию нескольких цитокинов. 6.Взаимодействие нескольких цитокинов на клетку может быть синергичным или антагоничным. 7.Рецепторы цитокинов могут отделяться от клетки и взаимодействовать с цитокинами вне клетки. В этих условиях свободные рецепторы связывают соответствующие цитокины, что препятствует их контакту с клеточными рецепторами. 8. Цитокины, их рецепторы на клетках и во внеклеточных средах составляют сложную функциональную сеть, результат действия которой зависит от взаимодействия этих факторов между собой и другими цитокинами. 9.Цитокины действуют в низких концентрациях порядка 0,001 мкг/мл. Для воздействия на клетку достаточно, чтобы цитокин связался с 10% клеточных рецепторов к нему. Цитокины составляют обширный класс медиаторов различного происхождения, обладающих разными свойствами. Цитокины объединены в группы в зависимости от их происхождения (лимфокины, монокины), от характера эффекта (провоспалительные, противовоспалительные). Цитокины, регулирующие взаимодействия лейкоцитов между собой и другими клетками, называются интерлейкины (ИЛ). Интерлейкины. 17 цитокинов. ИЛ-1 продуцируется макрофагами и моноцитами, обуславливает пролиферацию лимфоцитов при индукции иммунного ответа, активирует Т-лимфоциты, увеличивает продукцию антител. Действует на нейтрофилы, способствуя хемотаксису, активации метаболизма, выходу из клеток лизоцима и лактоферрина. Является эндогенным пирогеном, вызывающим лихорадку за счёт воздействия на гипоталамический центр терморегуляции. ИЛ-2 продуцируется Т-лимфоцитами, активированными антигеном, собственным ИЛ-2,другими интерлейкинами. Вызывает иммунный ответ на антиген.ИЛ-4 и ИЛ-10 подавляют продукцию ИЛ-2.Это способствует развитию эффекторов гиперчувствительности замедленного типа(ГЗТ), формированию киллеров из CD8+ лимфоцитов, усилению действия ЕК, что позволяет рекомендовать рекомбинантный ИЛ-2 для лечения онкологических больных. ИЛ-3 стилулирует пролиферацию стволовых и ранних предшественников гемопоэтических клеток. ИЛ-4 стимулирует антителообразование, продукцию IgE ,активирует Тх2-лимфоциты,способствует формированию ИЛ-5 и ИЛ-10. ИЛ-5 способствует продукции антител без участия Тх, способствует развитию аллергических реакций. ИЛ-6 и ИЛ-7 активируют В-клетки и гуморальные формы иммунного ответа. ИЛ-6 способствует дифференуировке Т-клеток в цитотоксические, активирует ЕК и кератиноциты. ИЛ-8 – мощный противовоспалительный фактор,индуктор острых и хронических воспалительных реакций. ИЛ-9 – регулятор пролиферации Т-лимфоцитов. ИЛ-10 противоспалительный и иммуноподавляющий цитокин. ИЛ-11 стимулятор гемо- и лимфопоэза. ИЛ-12 функциональный антагонист ИЛ-10. ИЛ-13 его мишенями являются моноциты, макрофаги, В-клетки и ЕК. ИЛ-14 обеспечивает длительную пролиферацию активированных В-лимфоцитов, способствует формированию В-клеток памяти. ИЛ-15 фактор роста Т-лимфоцитов и ЕК. ИЛ-16 подавляет репликацию вирусов, в частности ВИЧ. ИЛ-17 способствует продукции ИЛ-6,ИЛ-8. Факторы роста. Гликопотеиды, контролирующие пролиферацию и созревание потомков стволовой кроветворной клетки. Колониестимулирующие факторы (КСФ) – гранулоцитарный КСФ обеспечивает дифференцировку предшественников гранулоцитов в зрелые нейтрофилы; моноцитарный КСФ способствует созреванию моноцитов и мактофагов из клеток-предшественников. Трансформирующий ростовой фактор ТРФ-µ действует как «анти-цитокин», подавляющий активность провоспалительных цитокинов. ТРФ-α - фактор роста эпителиальных и мезенхимных клеток. ТРФ-β – способствует устойчивости ткани мозга к воспалительным процессам. Провоспалительные цитокины(ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8 и другие лимфокины, ФНО-α, а также ИФ), усиливают врожденную неспецифическую защиту, воспаление, способствуют развитию специфический иммунных реакций. Противовоспалительные цитокины(ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-13, ТРФ) подавляют развитие как неспецифических, так и специфических иммунных реакций. Интерфероны. Противовирусные агенты. 2 класса:1ый – α,β; 2ой - µ. ИФ- α ,продуцируемый лейкоцитами, обладает противовирусным, антипролиферативным и противоопухолевым действием. ИФ- β ,образуемый фибробластами, обладает противоопухолевым и антивирусным действием. ИФ- ,продукт Т-хелперных и CD8+ Т-лимфоцитов, лимфоцитарный и иммунный. Препараты интерферонов используют для лечения лейкемий и других онкологических процессов. Цитотоксины. Группа факторов некроза опухолей(ФНО). Служит медиатором ответа организма на микробную инвазию. ФНО обеспечивает хемотаксис фагоцитов в инфицированную ткань и усиливает фагоцитоз вобудителей. ФНО-, вызывает некроз опухолей и нарушает обменные процессы. ФНО-, обладает свойствами лимфотоксина, обуславливающего цитотоксическое действие лимфоцитов – эффекторов иммуннологических реакций. Адгезины. Белки теплового шока. Их продукция контролируется МНС III класса. Поддержание резистентности клеток к шоковым воздействиям, принимают участие в эндоцитозе вирусных частиц, процессинге антигенов. Антитела против HSP обнаружены в сыворотках крови больных ревматоидным артритом, анкилозирующим спондилитом, системной красной волчанкой. Механические (функциональные) факторы неспецифической защиты от инфекций, элиминирующая роль выделительной функции. |